[发明专利]用多目标贝叶斯优化算法制造比色传感单元及阵列的方法

权利要求书

1.一种利用多目标贝叶斯优化算法快速制造比色传感单元的方法，其特征在于：

1)在N孔板上初始制备N个不同配方的比色传感单元；

2)将N孔板烘干，将烘干的N孔板通入气体测试获得每个配方对应比色传感单元的响应时间、可逆性、响应度和灵敏度的值；

3)将各个配方及其对应比色传感单元的响应时间、可逆性、响应度和灵敏度的值经Sigmoid函数处理后获得评分值代入多目标贝叶斯优化算法中生成下一轮N个配方；

4)根据N个配方在N孔板上制备N个比色传感单元；

5)不断重复步骤2)到4)循环，循环数轮达到停止条件得到全局最优配方，按照全局最优配方制备比色传感单元。

2.根据权利要求1所述的一种用多目标贝叶斯优化算法制造比色传感单元的方法，其特征在于：

每个比色传感单元均主要由聚四氟乙烯薄膜(PTFE)先加入孔板的孔位底部、源溶液再加入孔板的孔位后混匀获得；所述的源溶液包括四丁基氢氧化铵、乙基纤维素、聚乙二醇、pH指示剂和溶剂，所述的溶剂包括异丙醇(IPA)和去离子水，所述的pH指示剂选自百里酚蓝、间甲酚紫、酚红、甲酚红其中之一。

3.根据权利要求1所述的一种用多目标贝叶斯优化算法制造比色传感单元的方法，其特征在于：

所述的配方为四丁基氢氧化铵、乙基纤维素、聚乙二醇、pH指示剂、溶剂的浓度，其中溶剂的浓度包括异丙醇和去离子水的浓度。

4.根据权利要求1所述的一种用多目标贝叶斯优化算法制造比色传感单元的方法，其特征在于：

所述的比色传感单元中，使用多孔的聚四氟乙烯薄膜作为基体，以四丁基氢氧化铵、甲酚红、聚乙二醇和乙基纤维素作为构筑比色传感单元。

5.根据权利要求1所述的一种用多目标贝叶斯优化算法制造比色传感单元的方法，其特征在于：

所述步骤2)中，具体为：将N孔板用烘箱在50℃下烘干1小时，再将烘干的N孔板固定到气室中通入待测气体一段时间再测量，并通过相机拍摄N孔板的图像获得各个孔位的RGB值，进而根据RGB值分析处理获得通气曲线，从通气曲线中提取获得响应时间、可逆性、响应度和灵敏度的值。

6.根据权利要求1所述的一种用多目标贝叶斯优化算法制造比色传感单元的方法，其特征在于：

所述步骤3)中，比色传感单元的响应时间、可逆性、响应度和灵敏度的值经Sigmoid函数处理后获得评分值，具体是仅针对其中的响应时间、可逆性、响应度三者各自采用Sigmoid函数转换计算处理，再和灵敏度的值加权相乘获得评分值，具体表示为：

Obj＝Obj_ΔE×Obj_Δt×Obj_{reversability}×Obj_sensibility

其中，Obj是评分值；Obj_ΔE、Obj_Δt、Obj_{reversibility}分别是比色传感单元的响应度、响应时间、可逆性的转换目标值，Obj_sensitivity是比色传感单元的灵敏度；b₁和b₂是第一、第二比例因子；Δt表示比色传感单元从暴露到待测浓度气体中到响应值达到最终稳定值的95％时经过的时间，表征传感单元的响应时间，ΔE是暴露于CO₂气氛的响应值，ΔE₀是停止暴露于CO₂气氛240秒后的响应值；th_ΔE、th_Δt、th_{reversibility}分别表示作用于响应值、响应时间、可逆性三个目标的sigmoid函数的阈值；s_ΔE、s_Δt、s_{reversibility}分别是作用于响应值、响应时间、可逆性三个目标的sigmoid函数的控制阈值附近斜率的调整参数；表示以二氧化碳浓度为自变量、响应值ΔE为因变量收集得到的响应数据作线性回归得到的斜率，表示二氧化碳浓度。